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1、自 由 落 體 運(yùn) 動 問 題 1: 物 體 從 空 中 由 靜 止 開 始 下 落 , 重的 下 落 得 快 還 是 輕 的 下 落 得 快 ? 公 元 前 4世 紀(jì) 的 古 希臘 哲 學(xué) 家亞 里 士 多 德物 體 越 重 ,下 落 越 快 . 我 反 對 你的 看 法 !意 大 利 物 理 學(xué) 家伽 利 略 實(shí)驗(yàn)與探究 、 實(shí) 驗(yàn) 器 材 : 兩 枚 相 同 的 硬 幣 , 兩 張 與 硬 幣大 小 一 樣 的 紙 片 , 一 個 作 業(yè) 本 以 及 一 張 從 該 作業(yè) 本 上 撕 下 來 的 紙 、 實(shí) 驗(yàn) 要 求 : 以 小 組 為 單 位 設(shè) 計 實(shí) 驗(yàn) , 比 較兩 個 物 體
2、 在 空 中 從 同 一 高 度 從 靜 止 開 始 下 落 時落 地 的 快 慢比 比 看 , 誰 設(shè) 計 得 多 ,設(shè) 計 得 巧 ? 、 要 求 比 較 的 種 類 : 輕 重 不 同 的 兩 個 物 體 輕 重 相 同 的 兩 個 物 體重 的 下 落 得 快輕 的 下 落 得 快下 落 得 一 樣 快 下 落 得 一 樣 快下 落 快 慢 不 一 樣 物體下落過程中的運(yùn)動情況與物體的質(zhì)量無關(guān)。 問 題 2: 是 什 么 因 素 導(dǎo) 致 物 體 下 落快 慢 不 同 ?物 體 所 受 阻 力 的 大 小 不 同 ?物 體 所 受 阻 力 的 影 響 不 同 ? 問 題 3: 比 較 兩
3、 個 物 體 的 受 力 情 況 。作 業(yè) 本 作 業(yè) 本 中 的 一 張 紙重 力 G 阻 力 F 重 力 G 阻 力 F 導(dǎo) 致 物 體 下 落 快 慢 不同 的 原 因 是 所 受 空 氣 阻 力的 影 響 不 同 。 比薩斜塔實(shí)驗(yàn) 牛 頓 管 一 端 封 閉 , 另 一端 有 開 關(guān) 的 玻 璃 管 ,里 面 裝 著 形 狀 和 質(zhì) 量都 不 同 的 鐵 片 和 羽 毛 。只 要 把 牛 頓 管 豎 起 來 ,鐵 片 和 羽 毛 就 會 同 時從 靜 止 開 始 下 落 。 1971年 , 美 國 宇 航員 斯 科 特 在 月 球 上讓 一 把 錘 子 和 一 根羽 毛 同 時 下 落
4、 , 觀察 到 它 們 同 時 落 到月 球 表 面 。 物 體 僅 在 重 力 作 用 下 , 從 靜止 開 始 下 落 的 運(yùn) 動 , 叫 自 由 落 體運(yùn) 動 。 現(xiàn) 實(shí) 中 , 如 果 物 體 所 受 空 氣 阻 力 遠(yuǎn)小 于 重 力 ( 即 影 響 很 小 ) , 也 可 近 似認(rèn) 為 只 受 重 力 作 用 。 從 同 一 高 度 同 時 作 自 由 落 體 運(yùn) 動 的任 何 物 體 同 時 下 地 。 問 題 4: 一 張 張 開 的 紙 片 在 空 中 從 靜 止 開 始下 落 能 否 被 看 成 是 自 由 落 體 運(yùn) 動 ? 你 有 什 么 方 法 能 使 紙 片 做 自
5、由 落 體運(yùn) 動 ? 練 習(xí) :在 忽 略 空 氣 阻 力 的 情 況 下 , 讓 石 塊 和 木 塊 從 同 一 高 度同 時 從 靜 止 開 始 下 落 , 下 列 說 法 中 正 確 的 是 ( )A、 重 的 石 塊 先 著 地B、 輕 的 木 塊 先 著 地C、 在 著 地 前 的 任 一 時 刻 , 二 者 具 有 相 同 的 速 度 , 相同 的 位 移D、 二 者 在 下 落 這 段 時 間 內(nèi) 的 平 均 速 度 相 等 C、 D 請 討 論 與 交 流 : 大 氣 層 是 我 們 地 球 生 命 賴 以 生 存 的 屏 障 , 每天 都 有 很 多 小 隕 石 落 入 地
6、球 大 氣 層 中 , 但 當(dāng) 它 們進(jìn) 入 大 氣 層 后 , 由 于 空 氣 的 摩 擦 生 熱 , 絕 大 部 分小 隕 石 還 沒 有 到 達(dá) 地 面 便 已 經(jīng) 燒 毀 。 現(xiàn) 在 人 類 向天 空 發(fā) 射 的 飛 行 器 、 衛(wèi) 星 等 當(dāng) 超 過 一 定 使 用 年 限后 , 也 讓 它 們 進(jìn) 入 大 氣 層 燒 毀 。 那 么 小 隕 石 等 進(jìn)入 大 氣 層 后 的 運(yùn) 動 是 自 由 落 體 運(yùn) 動 嗎 ? 實(shí) 驗(yàn) 與 探 研6.0mm22.2mm50.0mm94.0mm153.8mm S(mm) 6.0 22.2 50.0 94.0 153.8t(s) 0.04 0.0
7、8 0.12 0.16 0.20T2( 10-3) 1.6 6.4 14.4 25.6 40.0aS/t 150 262.5 317.8 587.5 768S/t 2( 103) 3.7 3.5 3.4 3.6 3.8方 法 1: 計 算 法結(jié) 論 : s t2 方 法 2: 圖 象 法 St圖 象 猜 想 : 物 體 做 自 由 落 體 運(yùn) 動 時 , 不 是 勻 速 直 線 運(yùn) 動 ,而 是 一 種 變 速 直 線 運(yùn) 動 , 會 是 什 么 樣 的 變 速 運(yùn) 動 呢 ?會 不 會 是 簡 單 的 勻 變 速 直 線 運(yùn) 動 呢 ?證 明 : 假 設(shè) 自 由 落 體 運(yùn) 動 是 勻 變
8、速 直 線 運(yùn) 動 , 則 有 :tvt vva tt 0atvt 所 以 計 算 下 列 各 式 :1+2+3+4+5+6=2+4+6+8+10=1+2+4+5+8+10 tvs 怎樣求平均速度呢?216261 3052102 3362101 平 均 值 計 算 它 們 的 平 均 值 :0, 0.04a, 0.08a, 0.12a, 0.16a, 0.20aaav 10.0220.00 v0 vt2 0 tvvv 即 20 2122 attvtvvs tt 返 回 自 由 落 體 運(yùn) 動 規(guī) 律 : 221 gts gtvtg為 重 力 加 速 度 : 與 物 體 的 質(zhì) 量 無 關(guān) ,
9、由 地 理 位 置 決 定 一 般 g=9.8m/s2自 由 落 體 運(yùn) 動 是 初 速 度 為 0、 加 速 度 為 g, 的 勻 加速 直 線 運(yùn) 動 。海 拔 高 度 越 高 , g越 小 ; 緯 度 越 高 , g越 大 。 地 點(diǎn) 緯 度 重 力 加 速 (ms-2) 特 點(diǎn) 赤 道 0 9.780 最 小 廣 州 23 06 9.788 武 漢 30 33 9.794 上 海 31 12 9.794 東 京 35 43 9.798 北 京 39 56 9.801 紐 約 40 40 9.803 莫 斯 科 55 45 9.816 北 極 90 9.832 最 大 北極g=9.832
10、m /s2北京g=9.801m /s2赤道g=9.780m /s2 祁 連 g=? 自 由 落 體 運(yùn) 動 的 應(yīng) 用 ( 一 )測 當(dāng) 地 的 g 自 由 落 體 運(yùn) 動 的 應(yīng) 用 ( 二 )測 反 應(yīng)時 間 用 一 長 刻 度 尺 , 記 錄 下 落 位 移 ,根 據(jù) 自 由 落 體 運(yùn) 動 規(guī) 律 和 已 知 的g值 來 計 算 反 應(yīng) 時 間 t 如 圖 請 一 位 同 學(xué) 用 兩 個 手 指 捏住 直 尺 頂 端 , 你 用 一 只 手 在 直尺 下 部 做 握 住 直 尺 的 準(zhǔn) 備 , 但手 的 任 何 部 位 都 不 要 碰 到 直 尺 。當(dāng) 看 到 那 位 同 學(xué) 放 開 手 時 , 你立 即 握 住 直 尺 , 測 出 直 尺 降 落的 高 度 , 根 據(jù) 自 由 落 體 運(yùn) 動 的知 識 ,就 可 算 出 你 的 反 應(yīng) 時 間 。如 何 測 人 的 反 應(yīng) 時 間 ? 自 由 落 體 運(yùn) 動 的 應(yīng) 用 ( 三 )測 高 度如何測量懸崖、峽谷的高度